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化学工程与工艺的研究方向范文1
关键词：含氟工业废水 两级化学沉淀 吸附工艺 处理技术研究
前言
基于含氟工业废水的两级化学沉淀――吸附工艺的理论研究与实践应用，能够为现代工业企业提供良好的工作指导，使其能够处理好企业经营管理与环境治理之间的关系，让工业废水不再影响生态环境，而是运用一定的处理方法使其合理利用起来。现阶段，我国企业工业生产过程中所执行的工业废水两级化学沉淀――吸附工艺需要进一步优化。
一、两级化学沉淀―吸附工艺概述
1.含氟工业废水中的有害物质分析
含氟工业废水中含有大量对人体有害的化学物质。从实际工业生产中观察，由于氟化工、磷酸磷肥工业与集成电路板生产等行业都会产生含氟废水，如果不经处理排放水体，将会使水体中氟化物浓度大大升高，危害环境和人体健康。一般情况下，当我们日常饮用的水源中氟化物浓度超过1mg/L时，就会对引起氟斑牙，如若长期摄入高剂量的氟物质可导致人体骨骼变形或疼痛等[2]。可见，含氟工业废水的误排放会对人体乃至整个生态环境造成极大的迫害。
2.分析两级化学沉淀―吸附工艺的基本情况
基于含氟工业废水处理的两级化学沉淀――吸附工艺可从两部分内容来呈现，即“沉淀工艺”与“吸附工艺”两个具体步骤。
2.1沉淀工艺
目前企业在处理废水时，主要采取絮凝沉淀法。铝盐是采用该方法处理的常见物质。一般情况下，在工业废水中加入铝盐后，废水中的活性离子就会重新组合，直至形成化学沉淀物质，操作人员就可以对其进行处理，从而完成絮凝沉淀的过程。
2.2吸附工艺
活性氧化镁与氧化铝等物质都是在执行含氟工业废水处理时所需要用到的常见吸附剂，也有的单位使用沸石等吸附剂，都能够起到一定的吸附效果，使得工业废水中的氟含量符合居民日常饮用水标准。无论采用何种吸附剂，在采用吸附方法时的操作步骤是一致的，即在填充柱内放置适量的吸附剂（一般采取动态吸附的方式），然后将填充柱放置被处理废水中。采用该项吸附工艺，不仅能够有效除去含氟废水中的有害物质――氟离子，而且处理工艺环节较为简单，处理能效极佳，同时也便于工作人员执行操作。
二、基于含氟工业废水的两级化学沉淀――吸附工艺的优化研究
对于现代工业企业而言，利用两级化学沉淀――吸附工艺进行废水处理具备一定的可行性，但其过程仍可以进一步实现优化处理，并能够明显提升该项废水处理工艺的实际能效。通过相关实验案例呈现出优化治理工业废水的处理结果，该项研究成果能为实际工作提供有益的帮助。
1.沉淀――吸附工艺研究
在以往对含氟工业废水处理的两级化学沉淀――吸附工艺的执行情况中观察而知，预想获得较为显著的处理结果，就要加强各项处理环节的管理工作，并精确化学处理制剂的使用数值，从而改善含氟工业废水处理过程中的两级化学沉淀――吸附工艺。化学混凝沉淀――吸附法处理含氟废水的效果与化学物质含量有着极大的关联，在处理过程中要削弱不同类型的影响因素，才能达到最佳的沉淀――吸附效果。
2.优化处理实验的处理结果呈现
笔者在前人经验的基础上，也做出了类似的处理实验，该项实验结果表明，单独投放CaCl2沉淀除氟其出水残氟浓度实际大于15mg/L，而CaCl2分别与混凝剂聚合氯化铝（PAC）、FeSO4、Al2（SO4）3联合起来使用时，则CaCl2+PAC两者结合的除氟效果比单独投放CaCl2有了显著的提高，其出水残氟浓度为4.9mg/L、去除率达95.75%[4]。当CaCl2沉淀剂分别与上述三种混凝剂联用时，然后再分别加入助凝剂PAM2mg/L左右，其处理效果比不加聚丙烯酸胺（PAM）时都分别有明显的提高，其出水残氟浓度均小于9 mg/L[5]。纵观实验的整个过程，效果最好的处理方式为三者结合的组合，其出水残氟浓度仅为3.5mg/L。除此之外，羟基磷灰石的吸附容量、吸附速率和除氟效果都优于活性氧化铝，其除氟效率极高。可见，优化处理含氟工业废水极为重要，能够有效提升该项工作的实际能效，从而提高企业工业废水治理的整体效率。
结束语：
通过研究含氟工业废水的两级化学沉淀――吸附工艺的各项环节与执行状况，进一步了解到我国现阶段处理工业废水的有效方法。在实际处理含氟工业废水的过程中，该领域的工作人员不仅要能够准确判断水质环境的客观情形，并制定出合理的含氟工业废水处理方案，从而满足该项处理工作的执行要求。可见，研究含氟工业废水的两级化学沉淀――吸附工艺的实施状况极其有必要，在含氟废水的处理过程中要本着合理利用资源及保护生态环境的原则，将广大人民群众的利益放在首位，在此基础上，获取更高的社会效益。
参考文献：
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化学工程与工艺的研究方向范文2
关键词：变压吸附；多晶硅；改良西门子法；工业生产；气体分离技术 文献标识码：A
中图分类号：TN304 文章编号：1009-2374（2016）32-0048-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.32.023
1 概述
变压吸附（PSA）技术是近些年发展起来的新技术，它对原料气适应性广，无需复杂的预处理系统，无设备腐蚀问题，它的制作工艺的过程非常简单，而且自动化的程度也非常高，这种技术有着相对的优势，所以有着很好的发展前景。变压吸附通常是一个由吸附工序和减压再生工序组成的吸附-解吸系统。
1.1 变压吸附
在同等温度的情况下，吸附平衡的等温线的吸附质分压向上升，吸附剂上面的吸附质的数量加大，同等数量的吸附质分压下，吸附质的数量减小，因此高压情况下温度较低的比较容易被吸附，低压情况下温度较高比较容易再生。
1.2 变压吸附法（PSA）
变压吸附法是近期兴起的新型工艺，初始于19世纪60年代，刚开始是运用于空气干燥和氢气纯化当中。1970年以后经过研制开始用于制氮或者制氧，随之1976年被研制用于碳分子筛等，随着科技的进步，变压吸附法开始用于医疗当中。
吸附分离技术上的差异是利用吸附剂对特有的吸附气体进行分离的，经常用的有真空与加压方法等，是为了加快整个过程的进行。分子筛变压吸附分离空气制取氧的机理，一种是用分子筛的吸附的能力比氧的吸附能力强，用来分离氧和氮；另一种是用氧的扩散速度比氮的扩散速度快，利用远离平衡去分离氧和氮。
变压吸附法制氧，氮在常温下进行，其工艺有加压吸附/常压解析或常压吸附/真空解析两种，通常选用沸石分子筛制氧，碳分子筛制氮。1991年，日本三菱重工制成世界上最大的PSA制氧设备，其氧产量可达8650m3/h。进入20世纪90年代以来，我国的PSA/VPSA制氧设备逐渐系列化，近年来锂基分子筛因其性能更为稳定、高效，被越来越多地大规模应用，实现装置大型化生产，单套变压吸附装置产量最高可达40700m3/h，氧纯度≥90%，产品氧能耗可达0.32～0.37kW・h/m3。
2 变压吸附（PSA）的工作原理
2.1 吸附剂的再生方法
根据吸附剂的再生方法，一般将吸附解吸过程分为两种：变温吸附法和变压吸附法。
2.1.1 变温吸附法。在低温下进行吸附，吸附质通过升高温度从吸附剂上解吸出来。吸附和解吸是在两条不同温度的等温吸附线之间进行。由于常用吸附剂的热传导率较低，加温和冷却的时间就比较长，需要配备相应的加热和冷却设备。而且吸附剂的寿命由于温度周期性大幅度变化也会减少，但变温吸附法仍可适用于许多场合，产品损失率少，回收率较高。
2.1.2 变压吸附法。变压吸附法在气压低的情况下进行解吸，在气压高的情况下进行吸附。循环的周期相对较短，未能及时吸附热，解吸的时候可以充分利用，所以温度的变化并不是很大，温度变动的范围也就几摄氏度，这种情况我们可以看作是等温的过程。常用吸附方法有抽真空、冲洗、降压、置换，目的都是使吸附剂上被吸附组分的分压降低，使吸附剂再生。在变压吸附过程中，一般情况是根据气体被分离出来的混合物质和产品的要求加上操作的条件以及吸附剂的特殊的性质去选择采用哪种再生的方法，一般由几种方法配合操作。无论采用哪一种方法，再生后，吸附床内的吸附质不会完全解吸，即床内吸附剂不可能再生彻底。
2.2 变压吸附工作基本步骤
由于工业生产一般都是连续进行，为了保证吸附过程的连续，生产中大都采用3个或3个以上的吸附床，使吸附床的吸附解吸循环进行。
变压吸附工作的基本步骤一般有三个：
2.2.1 高压下吸附。被分离的气体混合物在吸附设备最高压力下通入，吸附剂吸收其中的强吸附组分，吸附床的另一端流出弱吸附组分。
2.2.2 低压下解吸。根据被吸附组分的性能，选用抽真空、冲洗、降压、置换中的几种方法使吸附剂再生。低压解吸一般先是降压到大气压力，然后再用抽真空、冲洗或置换。
2.2.3 升压。吸附剂再生完成之后，对吸附床用弱吸附组分充压到吸附压力为止。
3 变压吸附在改良西门子法生产多晶硅中的应用
变压吸附在生产多晶硅中的主要应用是还原炉尾气回收装置中的氢气净化单元。还原炉尾气经过低温喷淋、压缩冷凝、吸收和脱吸、活性碳吸附后得到纯净的氢气供还原炉使用。在生产过程中，每个塔吸附塔的工作步骤是完全一致的，在时间上交替进行，连续生产。以四个碳吸附塔为例，工艺流程如图1所示：
（1）吸附：含杂质的氢气（杂质主要为氯硅烷和氯化氢）从碳吸附塔底部进入吸附床层，床层维持在高压低温状态，杂质被活性碳吸附，纯净的氢气从塔顶送至还原炉进行还原反应；（2）降压/升温：吸附结束后，碳吸附塔逐步降至常压，同时用热源（蒸汽或者高温导热油）对塔体及活性碳床层进行加热，使吸附塔维持低压高温，使吸附的杂质解析出来；（3）反吹：用纯净的反吹氢气将解析出的杂质带走，冲洗氢气可以再回收利用，使活性碳床层的吸附能力再生；（4）升压：反吹再生完成后，用纯净的氢气给碳吸附塔充压，为下一次吸附做准备；（5）降温：用冷媒（冷却水或者低温导热油）对塔体及活性碳床层进行降温，结合第4步使碳吸附塔维持低温高压状态，准备下一次吸附；（6）等待：维持低温高压状态等待吸附塔结束后切换至此塔，循环吸附。
4 结语
随着半导体行业的发展，市场对多晶硅纯度的需求越来越高，所以对改良西门子法生产多晶硅中干法回收氢气的要求也越来越高。随着变压吸附理论的不断进步和仿真工具的出现以及自动控制系统的不断发展，变压吸附净化气体的技术将会日益成熟。
参考文献
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化学工程与工艺的研究方向范文3
地质和矿业类
同目前的热门专业如管理、计算机等相比，地矿类专业相对属冷学门专业，因为很多人对地矿类专业存在偏见，认为地矿行业的工作条件比较艰苦。其实，在世界形势变化日新月异的今天，自动控制、计算机技术、通信技术等先进的科学技术，极大地促进了采矿工程理论研究和技术应用的发展，使得地矿类专业的就业环境发生了翻天覆地的变化：以前的勘探需要背着帆布包拿个小铁锤翻山越岭去采矿，现在则是地球卫星定位系统勘测和自动绘图：以前采矿挖煤需要肩扛手刨，现在则是电脑控制机械操作。同时，因为近年来，石油、煤、各种矿产如稀土等国家战略资源在世界各个国家中正日益显示出重要性，人类在21世纪将为资源问题的解决投入越来越多的力量，地矿类专业也会变得炙手可热。
榜单解读
近年来，一些矿业类高校纷纷改名，转变办学方向。除了中国矿业大学，其他的煤炭院校基本都看不见这个“矿”字了，反之被科技大学、理工大学这些字样所取代。比如，原来的山东矿业学院现在成了山东科技大学，阜新矿业学院变成了辽宁工程技术大学，西安矿业学院成为西安科技大学，淮南矿业学院成了安徽理工大学。
其实，地矿类专业不像很多人想象中那样，像石油工程、采矿工程（研究有色金属方向）等都是比较好的专业。研究有色金属矿山开采的采矿工程专业，例如中南大学的采矿与岩石工程专业，研究领域安全系数较高，就业的渠道（主要是工程部门，如中铁、中建和研究院）广泛。
报考须知
身体不好者不适合报考地矿类专业。肺、肝、肾、脾、胃肠等动过较大手术，功能恢复良好，或曾患有心肌炎、胃或十二指肠溃疡、慢性支气管炎、风湿性关节炎等病，甲状腺机能亢进已治愈一年的以及先天性心脏病经手术治愈，或房室间隔缺损分流量少，动脉导管未闭返流血量少，经二级以上医院专科检查确定无需手术者，均不宜就读地矿类专业。
材料类
材料学一门跨学科的科学，涵盖的范围很广，子学科多，可谓森罗万象，无所不包，因为国内外各行各业发展都离不开的一门基础而重要的学科。目前据相关专家分析，我国在材料成型设计方面缺乏的人才在20万～30万之间，并且呈逐年递增趋势，材料科学与工程专业的毕业生已经成了“抢手货”。目前我国整个材料行业都缺少高精尖人才，我国材料行业的人才缺失问题已经成了众多企业发展的桎梏。
榜单解读
材料类相关专业分布很广，据不完全统计，我国已经有400多个高校开设了材料科学相关专业，各个院校根据自身的特点，该专业的侧重点和人才培养的目标上有较大的差异。如中南大学材料学院现设有材料物理系、材料学系、材料加工工程系、材料化学系、实验中心、新材料研究开发中心二级单位；东北大学的材料学院由原钢铁冶金系、有色金属冶金系、材料科学与工程系、热能工程系、金属压力加工系合并组建而成，是国内第一个集材料、冶金、热能工程、环境科学等现代工业与传统工业科学为一体的二级学院；北京科技大学材料加工专业有强大的实力，以钢铁材料的加工为特色。
报考须知
材料学分为三个大类：金属材料、无机非金属材料和高分子材料。因此，大部分高校会开设材料科学与工程专业，专业下又分出几个方向，针对性的学习这三大类的知识，并且它还与其他一些工程科学相重叠，因此在各大院校。材料科学与工程都有若干分支。
机械类
机械被称为“工程之母”，几乎所有的工程行业都需要机械专业人才。大到万吨轮船，小到手机，高精到航天飞机，普通到小图钉的制造，都离不开机械人才。机械类专业还有着一通百通的特点，学建筑机械可以适应医疗器械的工作，学石油机械可以从事飞机制造的工作，是跨度比较大的专业。此外，机械专业人才并不是只有机械行业才需要，其他行业，不管是研发型的企业还是生产型的企业，只要是在使用生产线和机械设备。机械专业人才就有用武之地。在社会经济正常发展的情况下，机械专业毕业生是不愁找不到就业机会的。
榜单解读
目前，国内开设机械专业的高校有几百所，有很多名牌大学，如上海交通大学、浙江大学、清华大学和华中科技大学等，还有一些颇具实力，但名气不大的地方院校，如浙江工业大学、合肥工业大学、广东工业大学、哈尔滨工业大学等。这类院校没有名牌大学知名度高，但是有着雄厚的工科专的业实力和悠久的学术底蕴，是准备报考机械专业，但分数够不上知名院校考生的好选择。
报考须知
从机械作为一门学科来说。它属于教育部规定的一级学科。因此它底下可设有许多二级学科，虽然各个大学具体开设的方向有所差异，但基本上都有这么几个：机械制造及其自动化、机械电子工程、机械设计及理论、车辆工程、工业工程、动力机械及工程、流体机械及工程，可以根据自己的兴趣选择专业。
自动化类
所谓自动化，是指机器或装置在无人干预的情况下按规定的程序或指令自动地进行操作或运行。广义地讲，自动化还包括模拟或再现人的智能活动。自动化技术广泛用于工业、农业、国防、科学研究、交通运输、商业、医疗、服务以及家庭等各方面。现代生活最鲜明的标签，莫过于无处不在的“自动”。电灯可以自动亮灭，电梯可以自动启停，房门被强制进入会自动报警，地铁无人驾驶也可以自动运行……如果要总结它们的共同点，那就是会检查、会判断、会执行。以信号检测为耳目，以控制策略为头脑，以传动部件为四肢，不需要人类辛苦调节引导，就能有目标、有秩序地工作。而实现这个“检测一判断一执行”的过程，赋予它们自动能力的学问，就是自动化。
榜单解读
开设自动化专业的综合性老牌院校包括清华大学、东南大学、上海交通大学、浙江大学、华中科技大学、中国科技大学等。不同学校开设的自动化专业拥有各自的特色，譬如北京理工大学的自动化专业是军民结合，宽口径培养军民两用人才；浙江大学的自动化专业的仪表自动化方向实力比较强；清华大学的自动化专业设置比较全面，其中信息、CIMS实力都比较强。其他如南京理工大学、东北大学也具有较强的实力，前者长于模式识别与智能系统，而后者则有控制理论与控制工程的博士点和国家级重点学科点。
报考须知
自动化专业的学生编程能力比不上计算机专业学生，硬件设计能力比不上电子系学生，管理能力比不上经济管理系学生，致使有人认为自动化有“万金油”之称，但没有哪样精通，好像没有发展前途。但从技术角度来说，自动化专业是受到各行各业的实际需求推动的，如果该专业能同各行各业结合起来，“万金油”并不是坏事，一定会有大显身手的空间。所以，拥有一个工科背景，不管今后从事什么工作，即使是管理，也是受益匪浅，有很多学自动化专业的人目前都是从事高级管理工作的。
仪器类
在工业企业进步及发展的过程中，自动化的技术进步是一个大的发展趋势，这就对各种仪器仪表的需求从质到量上都有一个不断革新的过程。仪器与仪表类专业是信息科学技术的源头，是光学、精密机械、电子、计算机与信息技术多学科互相渗透而形成的一门综合学科。它的应用面很广，小到制造车间的检测，大到卫星火箭发射的监控，就连我们日常生活中也能处处看到它的影子，比如，我们到超市买东西时见到的电子秤，上医院看病时使用的温度计，乘出租车时见到的时速表和里程表等，都是测控技术与仪器给我们带来的方便。
榜单解读
仪器相关专业是中国大学中比较大的专业，开设该专业的高校超过一百所，当然主要还是综合性及理工类院校。天津大学是我国规模最大的多科性工业大学之一，在测控技术与仪器专业上拥有很强的实力，拥有测试计量技术及仪器、检测技术与自动化装置两个国家级重点学科，同时也有这两个学科和精密仪器及机械的博士学位授予权。清华、哈工大两校也具有雄厚的实力，其精密仪器及机械也是国家级重点学科。北京航空航天大学、重庆大学也有精密仪器及机械、测试计量技术及仪器的博士学位授予权，其精密仪器及机械亦为国家级重点学科点。浙大则拥有检测技术与自动化装置的两个国家级重点学科点之一，其他如中国科技大学、北京理工大、东南大学、南京理工大等院校也是不错选择，都有测试计量技术及仪器、精密仪器及机械、检测技术与自动化装置博士学位授予权。
报考须知
有些人认为仪器相关专业的学生毕业之后只能从事一些机加工之类的工作，其实精仪系的毕业生有很广泛的学科背景，本科生教育涉及机械、电子、工业工程、材料加工等各个领域，同时也有很扎实的数学基础和研究能力，可以自主进行项目攻关，同时可以从事多学科交叉的一些工作。可以说仪器相关的课程设置为毕业生打造了很好的就业前景，适合于当代社会综合型人才的需要。同时，四年的学习中有很多课程涉及，很大程度上锻炼了学生的动手能力和独立思维能力，而且目前制造业是国民经济的支柱产业，中国的制造业正在蓬勃发展，精仪系的学生大有用武之地。
能源动力类
能源是维持国民经济发展的重要物质基础和根本保证，它与材料和信息构成现代社会繁荣和发展的三大支柱。自然界绝大多数的一次能源，如石油、煤炭、天然气、水力能、核能、太阳能、风能和生物质能等，均采用各种能源转换和利用设备转化为人类生产和生活所必须的各种能源和动力。
榜单解读
能源动力学科和机械学科关系甚为密切，因此许多大学常把能源动力类专业归并到机械学院。比如清华、同济的热能工程系隶属机械工程学院、上海交大则有机械与动力工程学院、浙大设有机械与能源工程学院。当然也有一些高校将能源动力专业独立成院，如哈尔滨工业大学的能源科学与工程学院和北京航空航天大学的能源与动力工程学院。
报考须知
相对机械而言，能源动力这门学科的领域更具专门化。概括讲来，能源动力这门专业是有关能源开发与利用、环境保护、清洁燃烧、能源利用系统及设备的优化与防震、动力工程及控制等领域的专门系科，主要为航空航天动力工程及自动化、汽车动力工程、电厂热能动力及自动化、制冷及低温技术、能源与环境工程等领域培养高级专门人才。能源动力专业又可分为工程热物理、热能工程、动力机械及工程、制冷及低温工程等二级学科。
计算机类
随着科技不断的创新，信息化时代已经向我们走来，这个时代的最重要的标志就是计算机的广泛应用。我们的生活因有了计算机而变得更现代化。如今社会上计算机应用已经达到非常普及的程度，随时随地都可以见到计算机的身影。在2012年新修订的专业目录中，计算机是工学中改动最大的一级学科，下面设立六个二级学科，分别是：计算机科学与技术、软件工程、网络工程、信息安全、物联网工程、数字媒体技术。不论是软件工程还是信息安全，都是时下最流行也是，需求量非常大的专业，毕业生就业趋势不错，薪金亦不菲。
榜单解读
在计算机相关专业方面，实力强大的大学很多，而北大、清华无疑是其中的佼佼者。华中科大则具有计算机系统结构、计算机软件与理论、计算机应用技术的博士学位授予权，还拥有计算机系统结构两个国家级重点学科点之另一个。吉大、北京航空航天大学、上海交大等院校实力也很强，在软件工程方面级国家级重点学科点。哈工大、东南大学、西北工业大学、浙大、武大等院校也有计算机应用技术、计算机系统结构、计算机软件与理论博士学位授予权。
报考须知
一些实力较强的院校还成立了软件学院或者软件工程专业，它们起点高。理论新，学费也非常昂贵，通常是普通计算机专业的2～3倍，高达一万多元一年，非一般家庭所能承受。
电气类
由于目前我国重视高科技发展推动了科技进步，从而带动了与此相关的计算机专业、电子专业人才需求的大幅增长。近两年国家每年动通讯基础设施的投资多达近两千亿元，按照教育部划分标准，电气信息类专业主要包括：电气工程及其自动化、自动化、电子信息工程三个专业。
榜单解读
开设本专业的院校有数百所，其中，清华、浙大、上海交大、天津大学等学校实力最强，成绩超重点线50分以上：其次可选择华南理工大学、北京理工大学、北京邮电大学、北京交通大学、大连理工大学、东北大学、西北工业大学、中南大学、电子科技大学等：还有原属部委的院校，如重庆邮电学院、北京机械工业学院、燕山大学、中北大学（原华北工学院）、沈阳工业大学、东北电力学院、上海电力学院、华东交通大学、桂林电子工业学院等，专业实力都较强。
报考须知
电气工程就业优势对广大考生有很强的吸引力，属于热门专业，高考录取分数线往往要比其他专业方向高许多。考生需要具有扎实的数学、物理基础和一定的动手操作能力。
电子信息类
电子信息是科学技术领域最为活跃的前沿领域之一。信息的获取、传输、变换、存储、识别、处理、显示，无一不依赖于电子信息技术。用信息技术改造传统产业，是传统产业发展的必然趋势。据教育部的统计资料，各地方、各高校的人才招聘会上计算机、微电子、通信等电子信息类人才需求巨大，毕业生供不应求。电子信息类主要包括四个专业：通信工程电子信息科学与技术、微电子学、光信息科学与技术。
榜单解读
北大、清华、中国科技大学、中山大学等院校的基础雄厚，选择如浙大、电子科大、西安电子科大、北京邮电大学等院校也不错，这些学校都设有各具优势和特色的电子信息科学与技术本科专业。
报考须知
微电子学作为电子信息产业的重要分支。直接关系到信息产业、电子工业、航天工业、机械工业、自动化、国防工业等国民经济各个部门的发展水平，也正成为一个国家是否已是强国的标志之一。光电子在信息、能源、材料、航天航空、生命科学和材料科学技术中的应用，直接促进光电子产业的迅猛发展。光电子技术必将成为21世纪国际竞争的关键技术之一，光信息科学与技术迅猛发展还引起光学领域的深刻变化。
建筑类
第二次世界大战结束以来，建筑同其他各种有关科学技术的关系更加密切，建筑技术的进展日新月异。新的结构理论、新材料和新设备的运用，高层建筑和大跨度建筑的发展，体现了新技术的威力。学习建筑学不仅要求学生有较强的形象思维能力、图形表达能力和较强动手的能力，还要求学生有良好的数学、英语、历史、美术的基础。因为数学关系到一个人逻辑思维的形成和发展，是人们认识事物、学习知识的基础之一，同时也是工程学的基础。国内大概有70多所大学设有建筑学专业，此专业的名校生非常有竞争力，而一般院校里，专业性的建筑院校比综合性院校的毕业生更受欢迎。此专业的学制一般是五年。
榜单解读
建筑学是我国高校开设最久的工科专业之一，有近一百所高校开设该专业，主要集中于综合性和理工类院校。东南大学的建筑学是其传统的优势学科之一，拥有建筑历史与理论、建筑设计及其理论、建筑技术科学等学科的博士学位授予权，其中前两者也是国家级重点学科。清华、天津大学也有建筑设计及其理论、建筑历史与理论、建筑技术科学博士学位授予权，其建筑设计及其理论亦为国家级重点学科。同济大学、重庆大学也具有不俗的实力。其他如哈工大、浙大、昆明理工大、西南交大、北京建筑工程学院等院校也都不错，它们都设有建筑历史与理论硕士点。另外，哈工大和浙大还设有建筑设计及其理论博士点，而后三者则具有建筑设计及其理论硕士学位授予权。
报考须知
建筑学专业主要培养建筑设计和建筑规划的高级专门技术人才，要求学生既要具备一定的绘画基础和艺术修养，也要具备一定的社会科学知识。建筑工程技术方面的课程是建筑学专业的必修课程，由于专业的深度和广度，大部分高校的建筑学专业的学制是五年制。考生在报考时要衡量自身的特点和能力，再结合成绩来综合衡量自己是否适合建筑专业。
土木类
在新的专业目录中，以往的土建类一分为二，变成了建筑学和土木类两大学科，侧面说明了土木类和建筑类的差别。简单来讲，建筑学是设计建筑物的总的造型（外型）和内部主要的构型，需要综合考虑许多问题，如建筑与城市环境的结合、建筑物本身的使用功能、技术性能、经济效果、艺术形式等等。土木工程的核心课程往往涉及工程数学、材料力学、结构力学、桥梁工程道路勘探设计等工程类，与建筑学更加强调的“设计”关系不大。随着科学技术的进步和工程实践的发展，土木工程这个学科也已发展成为内涵广泛、门类众多、结构复杂的综合体系，如房屋工程、铁路工程、道路工程、飞机场工程、桥梁工程、隧道及地下工程、特种工程结构、给水和排水工程、城市供热供燃气工程、港口工程、水利工程等学科。其中有些分支，例如水利工程，由于自身工程对象的不断增多以及专门科学技术的发展，已从土木工程中分化出来成为独立的学科体系，但是它们在很大程度上仍具有土木工程的共性。
榜单解读
同济大学是国内土木建筑领域最大、专业最全的大学之一，在建筑、土木、环境等领域居于国内领先水平，另外还有市政工程、防灾减灾工程及防护工程等学科的博士学位授予权。哈工大实力也相当强，市政工程为该学科唯一的国家级重点学科。清华、东南大学、湖南大学等院校则设有结构工程、岩土工程、桥梁与隧道工程、市政工程、防灾减灾工程及防护工程等博士点，亦拥有结构工程的国家级重点学科点。西南交大、中南大学等院校也具有桥梁与隧道工程、结构工程、市政工程、岩土工程、防灾减灾工程及防护工程等学科的博士学位授予权。另外，西南交大还有工程环境控制、景观工程等自设博士点。其他如浙大、河海大学、重大、天津大学、华中科大等院校也是不错的选择，都设有岩土工程、结构工程、市政工程、桥梁与隧道工程、防灾减灾工程及防护工程等博士点。另外，中国矿业大学则长于岩土工程，而广西大学和西安建筑科技大学的结构工程学科为国家级重点学科。
报考须知
报考时需要注意的是，建筑和土木类都需要考证，执业资格认证均需要一定年限的相关工作经验才能报考。因此如果你有志从事土木工程相关的工作。那即便走上工作岗位后也要注意知识结构的更新，尽早报考以取得相关的执业资格。
水利类
水利是一门既古老而又现代的专业。之所以说它古老，是因为在原始社会，人类靠渔猎游牧为生，逐水草而居，部族定居以后，需水日增，人畜供水和生产用水的引水、供水工程就产生了。在信息化时代，传统水利行业面临全面技术提升和改造的历史任务，应用高新技术对传统的水利行业进行改造，并采用计算机技术、微电子技术、现代通讯技术、遥感技术、地理信息系统、全球定位系统及自动化技术等进行技术改造。水利类包括水利水电工程、水文与水资源工程、港口航道与海岸工程等专业。
榜单解读
水利水电工程是中国大学中比较小的专业，开设有该专业的高校约有40所，主要集中在综合性和理工类院校。作为一所以水利为特色的全国重点大学，河海大学的水利学在全国总体实力居于领先地位，相关学科门类齐全，水利及其支撑学科人才梯队的综合实力处于国内一流地位，拥有水工结构工程国家级重点学科点，同时也拥有水工结构工程、水利水电工程、城市水务等学科的博士点。
清华、武大、川大等院校也具有雄厚的实力，各校都具有水利水电工程、水工结构工程博士学位授予权。另外，清华的水工结构工程也是国家级重点学科，而武大则拥有水利水电工程的国家级重点学科点。大连理工大学则长于水工结构工程，拥有该学科的博士点及国家级重点学科点。而华中科大的水利水电工程学科亦设有博士点和国家级重点学科点。天津大学则拥有水利水电工程、水工结构工程两个学科的博士学位授予权。其他如昆明理工大学、太原理工大学也不错，都设有水利水电工程、水工结构工程硕士点。由于其涉及农业灌溉等问题，因此一部分农业院校也有设置水利类专业，如中国农业大学、西北农林科技大学、沈阳农业大学等。水文与水资源工程专业的开设院校同样以综合性院校和理工类院校居多，由于其专业特色，也有少部分矿业院校设有此专业。
报考须知
招生院校虽然没有男女生比例要求，但水利类专业的报考者以男生居多。该专业由于是在野外实习和作业，报考者要有吃苦耐劳的毅力。
测绘类
测绘科学与技术属于较为专门的专业科学。概括讲来。测绘科学就是以现代空间和电子技术为手段测定地球形状及外部重力场和地球外部物理特征的一门学科，主要应用对象是各种工程（如城市建设、交通、水利、矿山、海洋建筑、大型精密设备安装等）的勘测设计、施工及运营各阶段中的测绘工作。
榜单解读
测绘工程是比较“小众而不冷门”的专业，开设该专业的高校有四十所左右。本专业重点院校有武汉大学、同济大学、中国矿业大学、中国地质大学（北京）、中国石油大学（华东）、河海大学、长安大学。作为世界上测绘学科门类最齐全的全国重点大学，武大在测绘工程领域居于全国领先地位，拥有大地测量学与测量工程、摄影测量与遥感两个学科唯一的国家级重点学科点，同时也拥有这两个学科以及地图制图学与地理信息工程博士点。中国矿业大学、中南大学、信息工程大学也有雄厚的实力，三校都有大地测量学与测量工程、摄影测量与遥感、地图制图学与地理信息工程等博士学位授予权。部分二本院校也开设了测绘类专业，如东华理工学院（原华东地质学院）、江西理工大学。
报考须知
测绘科学在本科阶段设置测绘工程专业，一般分为工程测量、大地测量、卫星应用工程、摄影测量与制图等分支方向。学科专业性很强，有主干学科支持，也有相关学科的支持，涉及到空间、电子、信息、激光等科学的研究。主要的专业课程有大地测量学基础、空间测地理论与技术、影像与制图、数字摄影测量学、地理信息系统原理及应用、遥感原理与应用、电子地图原理与应用等。各个方向根据各自的研究领域还有其他的专业课程，比如卫星应用工程方向的专业课程还有无线电通讯与导航、数字图像处理等。
环境与安全类
环境工程是研究环境问题的一门学科，它的任务是通过评价人类生产和社会活动对环境的影响，用具体的工程、规划和管理措施，收集和处理污染物，消除水、气、声和固体废弃物等方面的污染，净化环境，使社会、经济和环境保护协调发展。水治理是环境治理的一个重要领域，常常是环境治理最初着手的领域，所以在很多院校。给水排水工程与环境工程也设在一起。
在高校专业的分类中，跟环境工程分在一起的还有安全工程。安全工程，简而言之，研究的是生产、工程或者说是行业的安全问题。很显然，不同行业需要有各自不同的具体安全措施，所以，安全类专业是依托于各个行业的。
榜单解读
环境类专业尽管属于新兴专业，但发展较快，仅本科院校中就有超过两百所设置，并且有专门的院系。本专业的主要院校有清华大学、浙江大学、哈尔滨工业大学、华东理工大学、河海大学、上海大学、南昌大学等。有些学校颇有特色，如南京信息工程大学在大气环境、生态环境及环境污染治理方面有很强的师资力量和研究水平。扬州大学的环境科学与工程学院设有环境科学、环境工程、给水排水工程、建筑环境与设备工程、农业资源与环境五个专业。
安全工程则是让一个充满“责任”的专业，因此你选择了这个专业。等于你选择责任。本专业重点大学有中国科学技术大学、中国矿业大学、中南大学、中国地质大学等，二本可关注中北大学（原华北工学院）、沈阳航空工业学院、哈尔滨理工大学、江苏理工大学、江西理工大学等。
报考须知
考生体检时，结论为色盲、色弱及嗅觉和听觉不合格者不能报考本类专业。
化工与制药类
化学工程是一个历史悠久的专业，其应用广泛，包括化工、能源、材料、药物、食品等许多行业都需要化工人才，可以说化工是21世纪最基础、最具活力、应用最广的学科之一。医药产品是人类战胜疾病，维护身体健康不可或缺的特殊产品，在国民经济中占有重要地位。当今世界，医药产品的研发受到各国政府的普遍重视，医药工业成了名副其实的高技术产业，现代制药业成为与当前国民经济及社会生活领域中最活跃、与人民生活息息相关的热点行业和高新技术产业之一。
榜单解读
天津大学的化工专业是其传统的优势学科之一，其水平居于国内领先地位，清华、华东理工大学、北京化工大学、浙大、南京工业大学等院校也有很强的实力，都有化学工程、工业催化、化学工艺等学科的博士学位授予权，其中，化学工程也是国家级重点学科。中国石油大学、太原理工大学则除了设有化学工程、工业催化、化学工艺等博士点外，还拥有化学工艺的国家级重点学科点。其他如华南理工大学、川大、南京理工大学等院校也各具优势：华南理工大学长于化学工程，川大和南京理工大学则均有化学工程、化学工艺、工业催化博士学位授予权。
制药工程是比较小众的专业，但却是比较热门的专业，近些年发展迅速，开设该专业的高校约有60多所，主要还是综合性及理工类院校。在这些院校中，华东理工大学、天津大学、南京工业大学等院校均具有较强的实力，拥有制药工程与技术博士学位授予权。重庆大学、太原理工大学则具有制药工程硕士学位授予权。其他如浙大、中国药科大学、北京化工大学、东南大学、北京中医药大学、成都中医药大学、西南农大、吉林化工学院等院校也是不错的选择，各校都设有各具特色的制药工程本科专业，成都中医药大学等院校还设有专科专业。
报考须知
在化工和制药两大分类的基础上，化工专业又可以分为许多小的专业和方向，大致有：化学工程、化学工艺、高分子科学与工程、催化科学与工程、应用化学、精细化工、生物工程、过程装备与控制工程等。
相对化工专业有多个方向，制药工程的学科相对单一，该专业的学生要学习化学、化工、药物化学、药厂工艺设计及设备等方面的基础理论及实验技能训练。
交通运输类
交通运输类专业在工学学科中，属规模较大的专业。高校中的交通专业研究方向主要和计算机信息技术和智能技术结合起来，形成许多新的研究方向，出了很多研究成果，比如GPS卫星导航定位实验系统、交通监控系统、智能车辆与智能化诊断系统。
交通类专业涵盖甚广，它主要培养交通领域的高素质复合型人才，能在交通运输、物流工程、汽车运用工程、交通工程等领域从事科学研究、技术开发、生产及经营管理、工艺和设备设计、教学等方面的工作。
榜单解读
交通运输专业要分布在综合性及理工类院校。西南交大在交通运输专业上的实力居于国内领先地位，其道路与铁道工程、载运工具运用工程均为国家级重点学科。长安大学同样拥有道路与铁道工程、载运工具运用工程博士学位授予权，同时这两个学科亦为国家级重点学科。中南大学、同济大学也具有雄厚的实力。其他如哈尔滨工业大学、中南大学、北京交大、东南大学、吉大、武汉理工大学等院校也具有较强的实力。
报考须知
从分类上来说，交通类专业主要分为交通运输和交通工程两大类。交通运输专业侧重运输系统规划及管理能力的研究，而交通工程则侧重交通工程方面的规划与设计。从具体的专业划分上看，主要分为交通运输规划与管理、交通信息工程与控制、载运工具运用工程、道路与铁道工程、物流工程等专业。当然另外还有一些方向，由各所大学根据自己的特色开设决定。
海洋工程类
海洋工程属于工学学科。可以这么理解海洋工程，土木工程是在陆地上造房子、规划设计，而海洋工程就是在海洋中从事这些活动。海洋工程方向主要就是培养从事现代海洋工程研究、规划、设计、制造、管理以及教育的高级技术人才。既然陆地上造的是房子，那么海洋中造的自然是船舶了。同时，船舶的运输也需要管理和研究。作为一级学科，海洋工程专业下面又分了许多不同的研究方向。一般包括有运土交通运输上等方向。各个方向又可细分，比如船舶工程又可以包含轮机工程、水声工程、船舶与海洋结构物设计制造等方向。
榜单解读
一般来说，靠近江河海域有着水域优势的大学才能够有能力并且有针对性地开设海洋工程专业，其中，又以工程技术实力较强的大学在该学科上有较强实力。本专业的主要招生院校有上海交大，华中科技大学、天津大学、武汉理工大学、哈尔滨工程大学，除了上交该专业分数较高外，其他几所院校的录取平均分略高于重点线30～50分。二本院校招生院校主要有集美大学、江苏科技大学（原华东船舶工业学院）。
报考须知
作为一级学科，海洋工程专业下面又分了许多不同的研究方向。一般包括有运土交通运输上等方向。各个方向又可细分，比如船舶工程又可以包含轮机工程、水声工程、船舶与海洋结构物设计制造等方向。本专业对身高、视力等身体条件要求比较高，对船舶制造、远洋驾驶感兴趣的考生。可考虑报考船舶与海洋工程专业。
生物工程类
市场急需掌握生命科学和工程科学的高技术的人才，生命科学的发展以及它和工程科学的结合带来了生物工程产业的蓬勃发展，生命科学和工程科学的渗透为生物工程人才提供了广阔的发展前景。
生物工程专业的应用十分广泛，如研究改变遗传基因，培育出抗病能力极强的小麦；利用微生物的作用发酵香蕉，酿造甜酒；利用转基因植物生产各类蛋白类药物，吃了含有这种含药物基因的食品，就可以起到防病、治病的作用；还有克隆羊、克隆猪、克隆牛等等，利用的都是生物工程技术。
榜单解读
生物工程专业由于具有较多的分支学科，各个高校的侧重点和优势也不一样，考生宜根据自己的爱好和特长进行选择报考。江南大学长于发酵工程，该学科在国内处于领先地位。华东理工大学也具有雄厚的实力，除了设有发酵工程、生物化工博士点外，其生物化工同样是国家级重点学科。天津大学、北京化工大学、浙大、清华、南京工业大学、太原理工大学拥有生物化工的博士点，等院校也具有较强的实力，各校都有生物化工博士学位授予权。而昆明理工大学、南京林业大学则设有生物化工硕士点。东北农大的发酵工程学科也颇具实力，拥有该学科的博士学位授予权。西北农林科技大学、四川理工学院等院校则设有发酵工程硕士点。
报考须知
放眼当前社会，生物工程专业的就业状况并不太好，其中只有与医药相关的专业方向情况较好。追究这种状况的根源，这与我国整个生物工程行业的现状是分不开的。目前，我国生物产业的整个发展方向侧重于实验室成果，而不注重在试验转化中投入，因而建设期长失败率高，因此，社会难以大幅度增加对毕业生的需求量，也难以为他们提供广阔的自我发展空间。
航空航天类
在宇宙这样特殊的环境下，机械、火箭燃料会受到什么影响？行星勘探用机器人如何应用？航天航空类专业主要关注这些话题，它主要研究飞行器（飞机、宇宙飞船、卫星、火箭等）的运动规律及其结构与性能。航天航空技术的发展与军事应用密切相关，并且我国正在开拓许多新的技术领域和研究课题，如卫星通信正在成为现代传递信息的重要手段，卫星导航实现了全球、全天候、高精度的导航定位，宇宙空间站的开发，可容五六百人乘坐的大型客机的开发等。学习该专业具备良好的物理和数学基础十分重要。未来我国航天、航空事业的迅速发展，展示了本专业良好的发展前景。
榜单解读
目前，北京航空航天大学、哈尔滨工业大学、清华大学等21所普通高校开办了航空航天专业，其中隶属于工业和信息化部的高校有北京航空航天大学、哈尔滨工业大学、南京航空航天大学等6所，教育部所属高校有清华大学、厦门大学、湖南大学等7所，交通运输部所属高校有中国民航大学，地方所属高校有长春大学、上海工程技术大学、南昌航空大学等7所。在这些高校中，部分高校招收国防生，报考国防生的考生录取与军队院校同属提前批次录取。
报考须知
航天航空类中设有四个专业：飞行器设计与工程、飞行器动力工程、飞行器制造工程、飞行器环境与生命保障工程。
兵器类
兵器类学科是一门研究用武器保卫国家安全和摧毁敌方的学问。兵器类主要分为七大研究方向：武器系统与工程、武器发射工程、探测制导与控制技术、弹药工程与爆炸技术、特种能源工程与技术、装甲车辆工程、信息对抗技术。在这七个方向的学习过程中，除了大量学习基础知识和相关理论之外，还有大量的实践性教学环节，包括到靶场、坦克部队、炮兵部队实习，去兵工厂观摩兵器的生产过程和质量控制技术等。
本专业的特殊性决定了它就业范围相对狭窄。因而报考这一专业的学生最好对这个学科有浓厚的兴趣。如选报弹药工程与爆炸技术的学生最好对原子弹冲击波感兴趣，喜欢收集有关子弹射程、弹药的资料，常收集手榴弹爆炸参数，熟悉各种武器弹药，对爆破技术感兴趣等等。
榜单解读
国内设置武器类专业的高校不多，主要是一些理工大学和工业、科技大学，北京理工大学、南京理工大学、华北工学院、西北工业大学开设的专业较全。其他还有北京航空航天大学、电子科技大学、淮南工业学院、西安电子科技大学、长春光学精密机械学院。有的院校就读时间是5年。
报考须知
开设这个专业的院校很少，实力却不容小觑。基本上都是一批本科里的名牌大学，对考生的数学、物理成绩要求较高。与该专业结合最紧密的还是在军工单位。这些单位一般都远离繁华的都市，像我们从电视上看到的“神舟六号”的发射基地——酒泉卫星发射中心就位于远离甘肃酒泉市的沙漠深处。所以，有志于献身国防军工事业的同学，要做好一定的思想准备。同时，选择本专业不仅要有热情，而且更要具有责任感。
工程力学类
随着工业化发展，力学逐渐应用到很多工程方面，比如大型建筑、桥梁、飞机、火箭等方面。这些工程学科的发展在很大程度上正是依靠现代力学的知识发展起来的，如航空航天工业的发展离开力学就会寸步难行。而许多大学的力学专业，要么直接和航空航天专业挂钩，要么就命名为工程力学专业，由此可见力学和工程技术关系密切之一斑。
榜单解读
许多工科类大学，由于自身工程实力以及发展的需要，它们开设的力学专业往往和工程专业结合得更加紧密，因此更偏重于工程力学类型。比如上海交通大学的工程力学系属于船舶与海洋工程学院，同济大学的力学系则属航空航天与力学学院，北京航空航天大学的力学系属于航空科学与工程学院，前身则为飞行器设计与应用力学系。
报考须知
因为“力”这个东西看不见，摸不着，思考起来十分的抽象，研究它需要应用各种公式，总之，学习工程力学不是一件轻松简单的事，需要做好思想准备。
公安技术类
公安技术类专业共分为两个专业：刑事科学技术和消防工程。顾名思义，这两个专业目前的应用主要是在公安、司法部门，当然也包括一部分相关企事业单位。随着现代科技的发展和各种科技手段的应用，刑事科学技术更是得到了突飞猛进的发展和越来越多的应用，这也使得刑事科学技术专业的地位变得日益重要。
消防工程的目的就是为了培养具备消防工程技术和灭火救援等方面的知识和能力，能在公安消防部队和企事业单位从事消防工程技术与管理和灭火救援指挥方面工作的工科学科高级专门人才。近几年，公安院校尤其是部属公安院校的学生几乎不分专业，全部进入公安系统，消防工程专业也不例外。
榜单解读
招收公安技术类专业的高校一般分成两类：专门的公安类院校和政法大学。公安类院校一般直属于公安部，如中国人民公安大学、中国刑事警察学院、江苏警官学院，因此实践机会较多，就业率高。而像西南政法大学这样的高校则在理论研究方面实力较强。
化学工程与工艺的研究方向范文4
关键词：城市建设；污水处理厂；节能降耗；节能规范管理机制；污染物排放 文献标识码：A
中图分类号：X73 文章编号：1009-2374（2016）10-0086-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.10.042
近阶段，我国在城市区域相继开设了城市污水处理工厂，对适当地降低污染物总体排放数量，维持生态、人文环境协调状态，特别是水环境质量改善，产生较大的支撑引导贡献。但是该类系统能耗庞大且运行期间的经费十分高昂，特别是在西北区域，不管是经济、气候条件，还是污水处理工艺的能耗水平，都存在较大的差异结果，使得相关污水处理厂由于经费问题限制，而无法系统化布置运行。我国长期以来新建的城市污水处理厂达到500多座，当中占据25%以上为A2/O工艺类别，而采用氯化沟工艺的则达到30%左右，证明A2/O与氧化沟工艺在我国新建城市污水处理厂内部指导意义非凡，针对当中能耗构成、损失原委，以及节能控制措施，加以科学论证，绝对是非常必要的。
1 现阶段我国城市污水处理厂核心工艺研究
截至今日，我国不同城市污水处理效率急剧降低，有关环境污染治理工作压力倍增，尤其是在现行处理技术大量资金投入困境的深入影响，使得有关能耗降低、生态综合型污水处理技术的开发应用工作，势在必行。需要加以强调的是，此时污水处理成本费用始终是一类不可抗拒的产业限制隐患，想要顺利贯彻此类改革指标，就不得不利用最为经济、最为人性化的服务模式，加以污水整治，这便不可避免涉及到一个污水能耗与功效的问题。下面就花桥污水处理厂的整个污水处理的流程进行能耗分析，提出污水处理厂的节能措施，以供
参考。
具体以A2/O工艺为例，其能耗产生流程包括格栅机、提升泵、沉砂池曝气、A2/O的O段曝气、A1段污泥回流、A2段混合液回流、污泥提升等。相比之下，氧化沟工艺流程，则凸显出氧化沟曝气及污泥回流、提升和脱水等差异迹象。透过宏观层面界定，污水处理环节中消耗的能源包括电能、燃料、药剂等，当中电能消耗比例占据90%以上。截至至今，我国城市污水处理厂电能消耗的平均水平为0.29kWh・m-3，而能耗维持在0.440kWh・m-3的污水处理厂则达到83%，和西方国家相比有很大差距。如污水消毒、污泥消化和焚烧等耗能环节，在我国城市污水处理过程中普及范围有限，我国单位年限内污水处理实际消耗的电能总数，已经达到100×108kWh，如若将其降低2成以上，最终节约的电能总数大约为20×108kWh，所以说，我国污水处理厂今后节能降耗产业的发展前景，还是大有可为的。
2 目前我国污水处理厂能耗结构验证解析
笔者主要联合污水处理厂内不同设备运行功率，加以统计论证，发现污水提升和曝气系统在处理单位水量过程中，耗电数量分别为0.31kWh/m3、0.37kWh/m3。而在污水提升、生物处理体系的供氧、污泥处理系统以及A2/O工艺控制下的电耗比例分别为27.8%、54.3%、12.1%，在氧化沟工艺内部的电耗比例为24.7%、55.8%、15.9%。
2.1 污水提升系统方面
其主张将粗格栅后的原水提升到高位配水井之上，借此迎合后续单元自流进水需求，因此，水井高度和泵机运行效率提升结果，对于系统实际能耗将产生直接性影响。A2/O和氧化沟工艺的污水提升系统，当中产生电耗分别占据总体电耗的27、8%和24.7%，当中提升泵房都会提前安设5台相同型号的水泵，技术人员在选型过程中，主要依靠最大流量、扬程和保险系数的乘机加以确认，进一步令富裕流量、实际功率、扬程数据等全面增加。结果，大多数情况下污水处理厂内部进水流量，不会是最大流量，使得水泵在较长一段时间内维持在低效范畴之内，长此以往，必然会令处理厂整体投资和能耗同步偏高。
2.2 曝气系统方面
设置该类系统的初衷在于使微生物处于一类妥善的溶解氧浓度环境之中，使得其必要的生理活动得以正常运行，通常条件下，实验环境下的溶解氧浓度为人为地控制在2.3～3.8mg/L。经过实验人员反复对比校验得出结论，氧化沟技术所需的氧浓度需维持在2.5～2.8mg/L之间，而A2/O手法所处氧浓度环境则明显超过了预设指标4mg/L范畴。如此，关于不同类型有机物快速分解反应都会接连滋生，令微生物所需的营养成分濒临溃散危机，污泥实际老化速率就更加难以抵制，其间衍生的能源消耗和成本投入数量问题，在一时之间也都将难以系统化应对。
需要额外加以强调的是，格栅的工作原理就是配合独特器具进行污水内部大粒的杂质吸纳，但是后期污水排放数量日渐增大，一旦面对栅栏阻挡，就会造成较大规模的水头损失问题，因此需要技术人员额外添加水泵设施，借此大幅度改善污水产生的动力势能条件。与此同时，格栅内部机械粉碎工序流程，也都消耗许多能源，如今已经成功跃居该类结构的主体能耗环节，加上沉砂池在处理污水内部砂粒和悬浮物期间，需要在后续处理环节滋生更多的能耗结果，这些问题都需要现场工作人员予以重视，并且联合最新技术控制理念和自身实践经验予以协调控制。
3 日后我国污水处理厂全新的节能降耗途径延展
针对污水处理厂运行质量加以协调控制的重点，在于同步降低相关工艺运行期间的能耗数量，之后结合实际状况建立起特殊能源、药剂消耗成本的科学控制体系，使不同消耗结果维持在最小范畴之内，为企业可持续发
展提供支持动力。至于后续的调试策略内容主要有：
3.1 提升泵节能控制
这是污水处理厂动力消耗的核心组成单元，针对其加以调试改造的流程表现为：第一，精确化计算水头损失，从中确认水泵具体扬程；第二，科学搭配定速和变速泵，借此有机适应流量变化规则，污水厂进水量经常会随着时间、季节产生波动，如若以现阶段最大应用流量作为选泵依据，水泵全速运转时间会达到10%，在无法高效运转环节中，产生严峻的能量浪费危机。
3.2 曝气系统的节能改造
归结来讲，设计人员选择风机时往往要在计算需气量基础上加上一个足够大的安全系数，过量供氧以满足最大负荷时的需要，从而造成曝气量与实际需气量相差过大，使得曝气单元能耗较高。借鉴国外的经验合理的方法是对溶解氧进行在线检测，及时反馈给供氧系统及设备以同步调整，将曝气系统设计为定速加变速相结合的组合方式：首先，定速设备按平均供氧量选择，定速运转以满足基本需氧量；其次，调速设备变速运转以适应需氧量的变化；最后，需氧量波动较大时通过增减运转台数作为补充。
另外，污泥处理系统运作环节中消耗的能源数量，往往和脱水机实际规格条件关系缜密，大多数状况下，现场工作人员为了令污泥具体脱水质量全面提升，都会本能地额外添加较多数量的絮凝剂，保证在后续环节中精准提炼认证污泥产量和当下含水量，使得脱水机性能和数量得到正确的选取认证。为了顺利贯彻此类指标，就是督促技术人员频繁展开相关实验活动，借助最新技术设施检验确认絮凝剂应该投入的数量。同时，关于厌氧、缺氧、好氧池等，放置在内部的潜水搅拌和混合液回流泵等设施，都会消耗许多能源，后两者能耗数量往往难以清晰计数，如若工作人员能够将好氧池实际能耗问题快速解决，实际上就会为城市污水处理节能降耗政策覆盖落实，提供最为理想的保障。
4 结语
综上所述，关于城市污水处理厂的能耗，主要集中在污水提升、生物单元供氧、污泥处理系统之中，占据总体电耗的比例则分别为24%、56%和13%以上，可以认定是污水处理厂节能降耗的核心工序环节。单纯拿提升泵扬程的确认为例，其需要联合水头损失加以验证，不适合应用估算方式，必要情况下更可借助定速泵和变速泵搭配组合，进行适合流量变化和节能的方案规划，进一步为我国城市用水环境改善和经济可持续发展，奠定和谐适应基础。
参考文献
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[3] 楚英豪.城市污水处理厂中的能耗及能源综合利用
化学工程与工艺的研究方向范文5
最近世界原油价格急速上涨，己达20美元／桶。影响原油价格的因素很复杂。对今后原油价格的走向，各国看法也不尽相同。但从能源后备资源分析，煤及天然气均较石油丰富，世界油气储量比已从70年代的2.55:1降至目前的1:1。而天然气（包括油田气）的产量为油当量的1／2。因此，未来一段时间，天然气将成为世界能源的重要支柱之一。天然气是清净能源，热值高，易燃烧，污染少，是优质的民用和工业燃料，也是生产合成气的理想原料。当天然气价格适宜时，以天然气为原料生产化工产品，建设投资省，具有很强的竞争能力。以合成氨为例，使用天然气为原料的氨产量约占世界总产量的70％；美国和前苏联两大天然气生产国以天然气为原料的合成氨和甲醇约占其本国总产量的90％以上。我国与世界情况略有不同，天然气价格高，比中东高出4至8倍，约为美国的1.2至1.5倍，而其产量则仅为美国的约1／20，原苏联的约1/30，因此在利用和开采上都受到一定限制。我国煤炭资源较丰富，且煤炭产地价格便宜，如山西、内蒙、陕西几大煤炭基地，同等热值的煤价仅为世界煤价的1／3。因此，在一次能源中，煤炭一直占70％以上。但煤炭直接燃烧污染严重，用于生产合成气时建设投资高，因此在发展上也受到一定制约。众所周知，C1化学的起始原料为富含一氧化碳和氢气的合成气。以天然气和煤为原料都能生产富含一氧化碳和氢气的合成气。所不同的是，以天然气为原料生产的合成气含有较高的氢气；而以煤为原料生产的合成气则含有较高的碳。
下面，笔者拟就21世纪世界以煤和天然气为原料的C1化学的发展趋势作一些阐述，并对我国C1化学的发展提一些建议。
1. 国内外发展趋势
1.1 合成氨生产
1.1.1 以煤为原料的合成气生产
煤炭气化已有150多年的历史，气化方法达70～80种。开发新一代煤炭气化技术，不仅是经济、合理、有效地利用煤炭资源的重要途径，也是今后发展煤化工的基础。
综合分析各国煤炭气化技术的特点，其发展趋势是：
（1）增大气化炉的断面，以提高其产量；
（2）提高气化炉的气化温度和压力，以增加空时收率，降低合成压缩费用。
（3）采用粉煤气化，以降低对煤质的要求，适应现代化采煤细煤产率较高的趋势；
（4）研制气化新工艺和气化炉新结构，以减少基本建设投资和操作费用。
符合上述要求的现代气化炉主要有以粉煤添加催比剂的水煤浆为原料的德士古气化炉和两段陶氏气化炉；其最大单炉日投煤量已达3000～4000t。我国引进软件包和关键设备而大部分设备则立足于国内配套建设的日最大投煤量为450～800t的德士古气化炉，已分别在山东和上海投产，运转情况良好；前者限于老厂净化设备，气化压力约为2.0 MPa，后者操作压力为4. 0MPa。另外，在陕西渭河化肥厂全套引进的内径10ft、气化压力6.4 MPa的气化炉也已顺利投产。已实现工业化生产的以干粉煤为原料的GSP炉和谢尔公司开发的SCGP炉制成的粗合成气有效成份高（CO+H2超过95％），冷气效率高，不需要特殊耐火材料。但与以水煤浆为原料的气化炉相比，尚缺乏长期运转经验，而且其煤粉输送系统较复杂，阀门磨损问题尚待进一步解决，当前其引进费用也偏高。
上述四种炉型均适合于生产合成气，并且处于世界领先地位，用户可依据引进费用、煤种情况，经过经济比较加以选择。另外，国内正在自行开发多喷咀水煤浆气化炉，技术及设备均立足于国内，将大大节省制造费用，其炉膛利用效率也比传统的德士古气化炉高，是很有发展前途的，它的开发成功，将会进一步促进我国煤气化工业的发展。
1.1.2 以天然气为原料的合成气生产
目前已实现工业化的以天然气为原料生产合成气技术有部分氧化法和蒸汽转化法。部分氧化法需要使用纯氧为气化剂，目前已较少采用。蒸汽转化法又有一段蒸汽转化法，加热型两段蒸汽转化法和换热式两段转化法之分。一段转化法由于流程短，投资省，应用最广泛。加热型两段转化法第·一段用蒸汽转化，第二段用纯氧或富氧作气化剂，但用于制氨时可用空气替代纯氧作气化剂，同时又可减少一段炉的负荷，节省高镍合金钢，故广泛应用于制氨。换热式两段转化工艺最有发展前途。其二段转化炉出口高温气体热量供一段炉所需的热量，故可大幅度减少燃料天然气的热用量，存在的问题是副产蒸汽量减少。但从节能的角度来看，这种方法最有竞争能力，是今后大型装置的主要发展方向。
用天然气两段转化制合成气，含氢量高但碳量不足，因此一段转化炉采用副产的二氧化碳作为气化剂来增碳，不仅可改善合成氨的氢碳比，同时减少了工厂二氧化碳的排放，因此也是值得推广的一种工艺技术。
1.2 甲醇及含氧化合物的生产
1.2.1 甲醇
甲醇是一种重要的基本有机原料，也是C1化学的起始化合物，在基本有机原料中，甲醇仅次于乙烯、丙烯和苯而居第四位。
甲醇合成目前普遍采用帝国化学公司（ICI）和德国鲁奇（Lurqi）的工艺。由合成气合成甲醇，己有多年的工业化实践，技术上已臻成熟，能量利用效率已接近工艺本身可以达到的最佳化程度。尽管如此，由于一些固有问题的约束，当前的甲醇合成仍然是一个能耗较高的工艺过程，仍有改进的必要。这些固有问题主要是：（1）造气过程能耗高，投资大；（2）受合成过程热力学的控制，对于甲醇合成从化学平衡来看低温是有利的，但是传统的催化剂需要在较高温度下进行，因此单程转化率低，大量未转化的合成气需要循环，使操作费用相当昂贵；（b甲醇合成过程反应热的移出及利用尚有赖于反应卫程学的问题妥善解决；（4）传统的催化剂对硫过分敏感，增大了合成气脱硫的费用。
为了降低造气费用，国外正在研究甲烷（或天然气）直接氧化制甲醇及甲醛。加拿大、前苏联、日本都有研究，但均停留在小试阶段，目前尚无法与间接法竞争，估计实现工业化还需经过一段相当长时间的工作。
在甲醇合成反应器和催化剂方面的研究工作也取得了一些突破，较有成效的有：
（1）Dat/t/ Makee合成新工艺
这种工艺的特点是使用了耐硫催化剂，采用管式低温合成塔，比传统合成塔大大提高了空速。
（2）浆态合成甲醇反应器
早在70年代中期，美国化学系统公司即开始了浆态相合成甲醇的研究，通过5～8t/d的中试装置，成功地实现了连续运转，已进入了实用化阶段。该反应器有效地改善了合成过程的传热，使反应基本上在等温下操作，合成原料气通过新设计的环形气体分布器进入反应器，在保持高浓度催化剂浆液悬浮的同时，又保持了紧密的气／液接触，改进了传质。在温度250℃，5MPa下采用内部换热，无浆液外循环方式，空速11000L／h·kg情况下，出口甲醇浓度为7％～8％，每小时每公斤催化剂的甲醇产率可达到0.96kg。但浆态操作因催化剂均匀悬浮在液相介质中，其中毒机会是均匀的，因而对原料气杂质含量要求很严格：总硫含量要求低于0.06 X 10-6，HCl、Fe(CO)5及Ni(CO)4要求低于0.01 X 10-6，美国空气液化公司将与达科气化公司合作，在大平原煤气化厂建造一套日产500t的浆态床甲醇合成工业示范装置，项目预算约2.14亿美元。
（3）守固。固滴流反应器
气固一固滴流流动反应器（gas-solid-solid trickle flow reactor简称（GSSTFR）是一种新型反应系统。它集催化剂的催化作用和吸附剂的吸附作用于同一一反应器，在进行合成反应的同时，进行产品的吸附分离，产品甲醇一经生成，即被吸附剂吸附，使合成反应平衡不断向产品方向转移，从而克服了化学平衡的限制，CO的单程转化率已接近100％，循环操作可以取消。这项革新很有吸引力，受到了广泛的重视。GSSTFR系统气相是合成气和甲醇，一个固相是Cu基催化剂，固定在反应器的栅架上，另一个固相是硅铝裂化催化剂，以滴流状态流过催化剂床层，用于吸附反应区域中的甲醇。为了评价GSSTFR系统的可行性，荷兰Twente工业大学建立了一套微型试验装置，在解决了固体输送和气。固分离问题、实现连续化后，其经济效果是可观的。
（4）耐硫催化剂
最近日本公害资源研究所开发了一种新的Pd系合成甲醇催化剂，据称无需深度脱硫即可直接用于合成气的甲醇合成。这种新型催化剂以带状云母作为载体。它是一种具有层状结构物的矿物，层与层之间有Ni离子，这种矿物具有溶胀性和离子交换性。这种耐硫催化剂就是通过离子交换法使Pd载入载体中取代Ni离子而制得的。
（5) 超临界合成甲醇反应器
为了改变合成甲醇时大量未转化的合成气循环的情况，我国中科院山西煤化所开发了超临界相合成甲醇新工艺。该技术的特点是在甲醇反应器中添加超临界或亚临界介质，使合成的甲醇连续不断地从气相转移至超临界相，从而克服了传统的合成甲醇尾气大量循环（约为新鲜气的5～8倍）的情况。在山西太原化肥厂一所作的中试结果证明，在无尾气或新鲜气与尾气循环比为1：l时，CO转化率达到了90％，甲醇时空产率平均值达到0.46t/h·t催化剂，当放空气能合理利用时具有较好的工业化前景，现该所正与宁夏化肥厂合作进行进一步的开发和放大试验工作。
（6）燃料甲醇
在国家科委支持下，我国从德国引进了三辆以纯甲醇为燃料的汽车，经过长达8年的长期公路运行试验，取得了很好的成果。公路实际运行实践验证，1.6～1.7t甲醇，相当于1t汽油。按现行的汽油和甲醇市场价格对比，其经济效益明显，且尾气排放较汽油车大幅度减少，对改善城市环保有较好的效果。这种环保型汽车的发展，无疑将进一步促进甲醇工业的发展。
1.2.2合成其他含氧化合物
（1）甲醇碳基化制醋酸及醋酥
甲醇碳基化制醋酸及醋酐是近年来C1化学的重大进展，美国和英国均已实现了工业化。自1982年以来，世界醋酸生产能力中，甲醇碳基合成法已占50％以上。最近德国赫斯特公司（Hoechst）将含氢的CO鼓泡导人醋酸甲酯和甲醇的混合液中进行碳基化反应，所得醋酐产率可达1766g/gRh-h。在醋酸甲酯制备方面也取得了进展。美国联合碳化物公司已将甲醇碳基化制醋酸甲酯和醋酸混合液的反应选择性提高到接近100％。碳基化主要采用锗络合催化剂，助催化剂为碘化物。因此，各国都重视锗和碘的回收。据德国赫斯特公司发表的专利，它可使醋酸甲酯和甲醇碳基化产品液中的总碘量由2 X 10-6降低至5 X 10-12以下。我国在这方面也取得了小试成果。我国开发的固载化催化剂可以基本解决铐的流失问题。
（2）草酸及乙二醇
CO通过氧化偶联制草酸，也是一项新技术。甲醇与亚硝酸(N2O3)反应生成亚硝酸甲酯，在Pd催化剂上实现氧化偶联，得到草酸甲酯，经水解后生成草酸；氧化产品中的NO再氧化成N2O3，循环使用。这一过程实际并不消耗甲醇和亚硝酸，只是CO与O2和H20合成草酸。若用乙醇代替甲醇，则可生成草酸二乙酯，再加氢即可制得乙二醇，乙醇可循环使用。这是一条非石油原料合成乙二醇的路线。日本目前已将合成气制乙二醇列为C1化学技术开发的基本方向之一。日本工业技术院最近又获得了一项专利，它采用乙酞丙酮基二碳基锗作催化剂，合成气经液相反应制得乙二醇，产率可达17. 08 mol乙二醇／g原子铑。我国中科院福建物构所在CO常压催化偶联合成草酸用催化剂的研制方面，进行了原料配比和各种空速条件对催化合成草酸二甲酯的研究，并优选了适宜的反应条件。改进配制的Pd（2.0％）／a-Al2O3催化剂在常压、140℃、CO／CH3ONO=1.5、空速3000 h-l条件下，时空收率达到999g/L·h。该所并与福建石油化工设计院和福建南靖氨厂合作进行了规模为100t/a的合成氨铜洗回收CO、常压催化合成草酸二甲酯及水解制草酸的中试。
日本国立工业化学实验室开发了一种新的甲醇制乙二醇的工艺。它采用氧化锗催化剂在常温常压下通过光辐射活化，将甲醇与丙酮的混合液直接合成为乙二醇，据称选择性可达80％。
（3）甲醇碳基化制甲酸甲酯，再水解制甲酸
德国Hu1s公司以甲醇和CO在叔二胺与乙烷作用下进行加压碳基化反应制得甲酸甲酯（HCOOCH3），转化率为80.7％，选择性达99.4％。同时，该公司还开发了避免甲酸甲酯再酯化而制得无水甲酸甲酯的新工艺。
（4）合成气制甲基叔丁基醚
采用多组份催化剂，可从合成气制含60％异丁醇和40％甲醇的混合物，异丁醇脱水成异丁烯，从而可完成由合成气直接制取甲基叔丁基醚。这是一条很值得重视的由天然气（或煤）制取高辛烷值添加剂的技术路线。
（5）气相法合成乙醇
日本乙化学组合有关企业和研究所，目前已完成每日2. 2 kg的小试，在筛选催化剂的基础上，对以Rh／SiO，为母体的催化剂中添加各种金属对催化剂中Rh进行修饰，发现添加能促进CO解离的金属可提高催化剂活性，添加能促进加氢能力的金属可提高生成乙醇的活性和选择性。小试证明，采用复合式催化剂时，乙醇选择性可达70％，乙醇时空收率为250g/h。
（6）甲醇制醋酸乙烯
美国哈康（Ha1con）公司曾进行过从甲醇与醋酸出发制取醋酸乙烯的研究开发。该工艺是首先将醋酸转化成醋酸甲酯，再进一步转化成二醋酸亚乙酯，经热分解后得到醋酸乙烯和醋酸，但距工业化实用阶段尚有一定距离。
转贴于 1.3 合成烃类
1.3.1 甲醇裂解制烯烃
为了应付未来的石油危机，各国对甲醇裂解制烯烃的研究工作已进行了多年。主要研究方向是抑制生成甲烷和高级烷烃的选择性，提高烯烃选择性。美国飞马（Mobil）公司开发成功了ZSM-34沸石催化剂，甲醇转化为烯烃的选择性达到80％。德国BASF公司在日产It的中试中发现钙沸石具有良好的性能，在500～550℃下甲醇转化率为100％，乙烯加丙烯的选择性大于60％。日本用磷酸钙改性HZSM-5沸石，在600C下甲醇转化率为95％～100％，乙烯十丙烯的选择性达到了67.5％。我国中科院大连化物所在甲醇裂解制烯烃的科研工作方面居世界领先地位，从日产5kg模式试验获得了优良的效果，甲醇转化率为100％，对烯烃的选择性达到85％～90％，乙烯十丙烯的选择性达到了70％～80％。每吨烯烃消耗甲醇2.73 t（理论消耗量为2.3 t），每吨乙烯十丙烯的甲醇消耗约为3 t。
据有关文献报道，通过对轻石脑油和甲醇转化制乙烯的经济比较，可初步得出如下结论：
（1）天然气经甲醇制乙烯，其总投资要比传统的石脑油路线增加约84％。
（2）当轻质石脑油价格为200美元/t时，相应的天然气价格为3.6美分/m3此时两条路线的产品乙烯价值相当。
（3）以天然气为原料经甲醇生产乙烯，其工厂成本较低。当天然气价格为8美分/m3时，若欲使乙烯的工厂成本与轻石脑油为原料的相当，则轻石脑油的价格相应应为162美元/t。
1.3.2合成气制烯烃
目前，合成气制烯烃已成为费托合成化学中新的研究方向之一，一些研究结果已显示出明显的工业化前景。据报道，有的研究已取得了低碳烯烃收率接近70g/m3合成气的结果。前景尽管是诱人的，但离实际工业化尚有一定距离，由合成气制取低碳烯烃，还有一些在转化过程中的核心科学问题有待解决：一是在CO加氢合成烃类反应中，如何抑制甲烷的生成（低碳烯烃的合成反应需在高温下进行，而温度升高，甲烷生成量也随之增加）；二是经典的费托合成反应产物受Schulz一Flozy（F一y）分布规律的限制。为了解决这些问题，一些科研单位在改进催化剂方面作了大量研究工作，发现采用碱改性ZSM担载Fe-MnO催化剂，其烯烃的选择性达到了50％以上。
1.3.3 甲烷氧化偶联制乙烯
甲烷通过合成气转化，在能量利用上是很不经济的。将甲烷直接氧化脱氢生成乙烯，摆脱造气工序，无疑具有巨大的经济效益。这一方向近年来一直受到国内外的重视。美国阿尔科（Arco）公司开发的催化剂在700～800℃，600～10000 h-1）空速下，获得甲烷转化率25％，烃类选择性75％，其中乙烯选择性50％，催化剂寿命大于半年，完成了年产35万t乙烯装置的模拟设计，初步测算需投资1.6亿美元，预计乙烯成本可低于现行石脑油制乙烷的成本。肯达Eindhoren大学使用Twente大学研究的LiCO3／MgO催化剂完成了反应器设计。该设计在海牙召开的美国化学工程师欧洲年会上被认为是最有前途的。荷兰科学家提出了两种方案：方案一甲烷转化率30％，C2烃选择性为80％；方案二甲烷转化率50％，C2烃选择性50％。以1989年1月价格为计算基准，方案一投资1.7亿美元，方案二投资2.07亿美元。而采用传统的石脑油裂解工艺，投资则高达4.7亿美元。预计乙烯的成本为450～550美元/t，均低于石脑油裂解制乙烯的成本。我国兰州物化所通过3年多的工作，也取得了可喜的进展，有的催化剂（碱金属／过渡金属复合氧化物）甲烷转化率达到25％～35％，对C2+的选择性为70％～80％。国家计委科技司已把甲烷氧化偶联制乙烯的研究工作列为科技攻关重点项目。
1.4 合成液体燃料
合成液体燃料主要有间接法和直接法两大类。间接法是先制取合成气再进一步合成油品；直接法是在高压下进行煤的直接加氢液化。国外一些化工公司对合成液体燃料进行了评价和经济分析，结论是当油价每桶在25～30美元时，合成液体燃料方具有工业化价值。
1.4.1 合成气制汽油
国外合成气制汽油已经工业化的技术有费托（F一T）合成工艺和甲醇制汽油（MTG）工艺。前者在南非已建成了三个大厂，合成汽油产量已达350万t/a，并副产乙烯453卜山后者系美国飞马公司（Mobil）的技术，新西兰采用该技术已建成了年产50万、无铅汽油的工厂。正在开发的工艺有美国飞马公司的两段改良费托合成和丹麦托普索公司的Tigas工艺。托普索公司分析了MTG法的不足之处，将一段催化剂改为合成含氧化物复合催化剂，然后使用HZSM-5分子筛将含氧化物转化成汽油，已建设了规模为每小时处理合成气400m’的小型中试装置。中试工厂加工了2.0 X 106m3合成气，共生产了280 t 烃类，其中汽油为205 t 相当干每m3合成气生产140g烃类，其中汽油为103g。日本新能源组合在四日市建成了合成气制汽油（AMSTG）中试装置，规模为日产汽油1桶。试验证明，每立方米合成气可生产汽油105～150g。此外，荷兰壳牌公司开发了SMDS 工艺，用一氧化碳加氧合成高分子石蜡烃，再加氢异构化成为发动机燃料，其柴油模试产品分布为：15％石脑油，25％煤油，60％柴油。
我国山西煤化所对两段改良费托合成也做了大量科研开发工作，已完成了模试，并分别在山西代县和晋城两个化肥厂进行了中试和工业试验。前者设计能力为汽油100t/a，后者为年产80号汽油2000t。阶段试验结果表明，每标准立方米CO＋H2的C5+矿产率接近100g。工业试验由于采用了不成熟的常温甲醇洗脱硫，造成甲醇降解，消耗过高，未能长期进柴行下去，但试验证明，其一段铁系反应器和二段分子筛反应器设计是成功的，为下一步工业放大创造了条件。所生产的汽油马达法辛烷值大于80。此后煤化所又对一段催化剂进行了筛选，制成了超细粒子铁锰催化剂，通过低碳烯烃制汽油。该工艺融合了Tigas和MFT I艺的优点，可以在较低压力和高CO转化率下实现一、二段反应在等压下操作。单管试验证明，每标准立方米CO＋H，的汽油收率达到了140g，接近世界水平，此过程联产城市煤气或化肥，工业化前景明朗。为了给实现工业化打好基础，现山西煤化所正在中科院支持下进行万吨级SMFT合成气制汽油的软件包开发工作。
1.4.2 煤炭直接液化
煤炭直接液化，尽管前景并不明朗，但发达国家从战略技术储备出发，均投入了较大的人力和物力进行技术开发工作。美国和德国目前在这方面处于领先地位。由于煤炭含氢量严重不足，因此需要在高压（20MPa）下进行加氢液化。液化需要消耗大量氢气，因此制氢的成本在一定程度上决定着煤炭液化在经济上是否可行。最近中国神华集团煤炭科学研究总院与美国碳氢化合物技术公司（HTI）合作，采用HTI开发的煤炭液化技术进行日处理干煤12000t日产汽油2900t、柴油4170t等产品的预可行性研究工作；其配套所需的纯氢量高达11.5 X 106m3/d。该工程投资巨大，按目前的油价，前景尚不明朗。但从战略需要出发，在当前我国发动机燃料大量进口的严峻形势下，很有必要对煤炭液化进行积极探索，以便为在条件成熟时建设工业规模示范装置打好基础。
2. 对发展我国C1化学的几点建议
面对21世纪高科技发展和我国即将加入WTO的挑战，我国以煤和天然气为原料的C1化学也应当而且必将有所发展，有所进步。为此，笔者特提出如下建议。
2.1 建立以天然气为原料、以甲醇为主体的C1化学基地
前已述及，按现行甲醇和汽油市场价格，甲醇作为汽车的燃料，既有明显的经济优势，又有很好的环境保护效果。为此，在天然气资源丰富的地区，以国产设备为基础，适当引进国外先进技术建立年产45万、甲醇的大型装置，以甲醇为基础原料，一方面向醋酸、醋片、醋酸乙烯等下游产品发展，另一方面，可在附近幅射建设甲醇贮、运和甲醇燃料添加站，把烧甲醇汽车逐步推向市场。
2.2 建立煤、电、化联合企业集团
21世纪是环保世纪。为了改变现有燃煤电站锅炉排放烟气的严重污染情况，借鉴德国吕恩、美国冷水和普拉昆曼等1GCC联合循环发电示范厂运行经验，在煤炭产地附近利用廉价煤为原料，集中煤、电、化各方面力量，建立煤制气、联合循环发电（IGCC）和生产化工产品的联合示范企业集团，应当是21世纪初期我国的一项重点工作。煤、电、化联合示范装置的建立，不仅能解决烟气排放污染问题，又能提高能源利用效率，还可回收硫磺和CO2等资源，使资源得到较好的综合利用。
2.3 积极开发合成气制乙二醇和合成气及甲醇制烯烃技术，并建立示范装置
福建物构所开发了合成气制乙二醇技术，并和天津大学合作，在天津有机化工厂进行了扩大试验，有较好的经济效益。甲醇及合成气制烯烃技术，也已由大连化物所、清华大学等进行了多年试验，取得了接近世界水平的成果。按目前的油价和烯烃价格，甲醇制烯烃的预期经济效益，已与以石脑油和轻柴油为原料制烯烃大体相近。因此，建议选择合适地点建设相应示范装置，为工业化打好基础。
